链表--141.环形链表/easy C级理解

1、题目

给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递?。仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环?，则返回 true 。 否则，返回 false 。

?

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例?2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

?

提示：

• 链表中节点的数目范围是 [0, 104]
• -105 <= Node.val <= 105
• pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

?

进阶：你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

2、题目分析

关于快慢指针为什么能检测出环，可以这么思考。 假设存在一个环: 慢指针进入环后，快指针开始追赶慢指针，此时快指针距离慢指针为r，每一次移动，r都会缩小1，在经过r次移动后，二者就会相遇

如果存在环，如何判断环的长度呢？方法是，快慢指针相遇后继续移动，直到第二次相遇。两次相遇间的移动次数即为环的长度。
原因是快慢指针相遇后，也意味在新循环里，快指针距离慢指针的长度=环形链表长度l，此时快慢指针每移动一次，l缩小1，当l缩小为0时，快慢指针相遇。而期间移动的次数就是l的长度。

3、解题步骤

1、定义快慢指针为头结点
2、遍历链表，直到遍历到了链表尾。fast指针至少跟slow一起到链表尾，故是否有链表尾，只要判断fast指针即可
3、在快慢指针移动后再比较，排除初始都指向头结点的情况。如果有环，则链表没有尾，所以在这个判断里结束

4、复杂度最优解代码示例

    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            // 遍历链表，直到遍历到了链表尾。fast指针至少跟slow一起到链表尾，故是否有链表尾，只要判断fast指针即可
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if (fast == slow) {
                // 在指针移动后再比较，排除初始都指向头结点的情况。如果有环，则链表没有尾，所以在这个判断里结束
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

5、抽象与扩展

环形链表的使用场景：
环形缓冲区：在数据处理中，环形缓冲区是一个重要的概念。环形缓冲区使用环形链表来实现，当缓冲区满时，新的数据会覆盖旧的数据。